કૅડમિયમ

કૅડમિયમ (Cd)  : આવર્તક કોષ્ટકના 12મા (અગાઉના IIb) સમૂહનું રાસાયણિક ધાતુતત્વ. 1817માં જર્મન રસાયણશાસ્ત્રની ફ્રેડરિક શ્ટ્રોમાયરે ઝિંક સંયોજનના ધૂમપથ (flue = ) માંથી તેને શોધી કાઢ્યું અને તેનું Cadmia fornacum એટલે ‘ભઠ્ઠીનું ઝિંક’ નામ પાડ્યું. છેવટે તેનું નામ કૅડમિયમ રાખવામાં આવ્યું. તે સંક્રમણ ધાતુતત્વ છે અને ઝિંક ધાતુને મળતું આવે છે. આવર્ત કોષ્ટકમાં તેનું સ્થાન Znની નીચે અને Hgની ઉપર છે. તે કુદરતમાં મુક્ત અવસ્થામાં મળી આવતું નથી, પણ ઝિંક ખનિજ જેવી કે ઝિંક બ્લેન્ડ(ZnS)માં 0.1 %થી 0.2 % અને સ્મિથસોનાઇટ(ZnCO₃)માં 5 % જેટલું હોય છે. પૃથ્વી પર તેનું પ્રમાણ 1 ટને 0.2 ગ્રામ જેટલું છે. Zn ધાતુના ઉત્પાદનમાં તે ઉપપેદાશ તરીકે મેળવી શકાય છે.

કૅડમિયમ ચાંદી જેવી વાદળી ઝલક ધરાવતી સફેદ ચળકતી ધાતુ છે. ઝિંક કલાઈ કરતાં વધુ મૃદુ અને ટિપાઉ પણ તેને મુકાબલે સખત ધાતુ છે. તેનો પ.ક્રમાંક 48, પ.ભાર 112.4, વિ. ઘનતા (20^o સે.એ) 8.65, ગ.બિંદુ 321^o સે., ઉ.બિંદુ 767 ± 2^o સે., ધાતુત્રિજ્યા 0.150 નેમી છે. સ્થિર સમસ્થાનિકોના પ.ભાર 106, 108, 110, 111, 112, 113, 114 અને 116 છે; રેડિયો સક્રિય સમસ્થાનિકોમાં 107, 109, 111, 113, 115 અને 117 છે. કઠિનતા 2.0 મોઝ, ઑક્સિડેશન આંક +1 અને +2 છે. ઇલેક્ટ્રૉન સંરચના 2-8-18-18-2 અથવા [Kr]4d¹⁰5s² છે.

ભેજવાળી હવામાં ધાતુ ઝાંખી પડે છે અને ભેજયુક્ત NH₃ અને SO₂નો તેના પર કાટ લાગે છે. મોટેભાગે તે સામાન્ય ખનિજ ઍસિડ (HCl, HNO₃, H₂SO₄)માં ઓગળે છે, પણ ઝિંક કરતાં તે ઓછી સક્રિય છે. સાંદ્ર NH₄NO₃ના દ્રાવણમાં તે ઓગળે છે તેથી Cdનો ઢોળ ચડાવેલ સ્ટીલ અને લોખંડ પરથી તે ઢોળને દૂર કરવા તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. CdSO₄ના દ્રાવણમાં Zn ઉમેરતાં Cdનું વિસ્થાપન થાય છે. તેનાં સ્થિર સંયોજનોમાં તે +2 ઉપચયનાંક બતાવે છે ને Cd(NH₄)₄²⁺ Cd (CN)₄²⁺ અને Cd (I₄)^2– સંકીર્ણો બતાવે છે. CdO તપખીરિયા રંગનો ઘન પદાર્થ છે અને ધાતુને હવામાં બાળી અથવા Cd(OH)₂ને ગરમ કરી મેળવવામાં આવે છે. C સાથે ગરમ કરતાં તેનું સહેલાઈથી અપચયન થાય છે અને Cd ધાતુ મળે છે; તે Zn કરતાં વધુ બાષ્પીય હોઈ તેને Znથી આ રીતે છૂટી પાડી શકાય છે. કૅડમિયમ સલ્ફાઇડ (CdS) પીળા રંગનો છે અને Cd²⁺ના દ્રાવણમાં H₂S પસાર કરતાં મળે છે. તે મંદ HNO₃માં અદ્રાવ્ય છે. CdF₂ પાણીમાં દ્રાવ્ય છે પણ અન્ય હેલાઇડ સંયોજનો ઝિંક હેલાઇડના પ્રમાણમાં ઓછાં દ્રાવ્ય છે. યોગ્ય ગ્રિન્ગાર્ડ પ્રક્રિયક દ્વારા તેનાં કાર્બધાત્ત્વિક સંયોજનો બનાવી શકાય છે. CdX₂ + 2QMgX → CdR₂ + 2MgX₂Cdનાં સંયોજનો વિષાળુ અસર ધરાવે છે તેથી Cdનો ઢોળ ચડાવેલ વાસણમાં રાંધવું જોખમકારક છે.

સ્ટીલ અને લોખંડનાં સાધનો પર ઢોળ ચડાવવા, બોલ્ટ, ચાકી અને બંધકો(fastners)ને રેણ કરવા અને ફરીથી ચાર્જ કરી શકાય તેવી Ni-Cd બૅટરીમાં તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. તેમાં તે નીચે પ્રમાણે કાર્ય કરે છે : Ni₂O₃ + Cd 2NiO₂ + 2CdO. ક્ષણદીપ (flash light), રેડિયો, શ્રવણનાં ઉપકરણ અને અન્ય ફેરવી શકાય તેવાં નાનાં ઉપકરણમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે. તેનું ગ.બિંદુ નીચું હોવાને લીધે, ખાસ મિશ્ર ધાતુઓ જેવી કે ઍલ્યુમિનિયમ સોલ્ડર (Cd 40 %, Pb 50 %, Sn 10 %), વુડની ધાતુ(Bi 50 %, Pb 25 %, Cd 15 %, Sn 10 %) (જેનું ગ.બિંદુ 70⁰ સે. છે.)ની બનાવટમાં અને ખાસ કરીને અગ્નિશામક પ્રણાલીઓમાં છંટકાવ માટેના ઉપકરણ- (sprinkler)ની બનાવટમાં તે વપરાય છે. ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયાના પરિરક્ષણ માટેના ન્યુટ્રૉનને શોષી લેવા માટેના સળિયા(rods)ની બનાવટમાં તે વપરાય છે. કૅડમિયમ સલ્ફાઇડ (પીળો) તથા કૅડમિયમ સલ્ફોસૅલેનાઇડ (રાતો) વર્ણક તરીકે વપરાય છે. તેનાં સંયોજનો ઑટોમોબાઇલ ઇનૅમલ અને વાઇનિલ પ્લાસ્ટિકમાં ઉદ્દીપક તરીકે અને રંગીન ટી.વી.ની ટ્યૂબમાં સંદીપક (phosphor) તરીકે વપરાય છે. કૅડમિયમ સલ્ફેટ વેસ્ટનના સ્ટાન્ડર્ડ કોષમાં વપરાય છે.

પ્રવીણસાગર સત્યપંથી